(57)【要約】【課題】トランスの騒音異常を自動的に検出でき、異常に対する措置を行うことができる電気車用電源装置を提供することである。【解決手段】車両のパンタグラフを通じて得られた直流をインバータ部３で交流に変換し、インバータ部３で得られた交流電圧をトランス６で変圧して負荷に供給する。そのトランス６の近傍の音を集音マイク８で集音し、集音マイク８で集音したトランス６の近傍の音のうちトランス６が異常の際に発生する帯域の音をバンドパスフィルタ１１にて通過させ、モニタ装置９はバンドパスフィルタ１１で得られた帯域音のレベルを出力する。これにより、トランス６の騒音異常を自動的に検出して監視する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のパンタグラフを通じて得られた直流を交流に変換するインバータ部と、前記インバータ部で得られた交流電圧を変圧して負荷に供給するトランスと、前記トランスの近傍の音を集音する集音マイクと、前記集音マイクで集音した前記トランスの近傍の音のうち前記トランスが異常の際に発生する帯域の音を通過させるバンドパスフィルタと、前記バンドパスフィルタで得られた帯域音のレベルを出力するモニタ装置とを備えたことを特徴とする電気車用電源装置。
【請求項２】
前記バンドパスフィルタで得られた帯域音が所定時間以上継続したことを検出するタイマを設けたことを特徴とする請求項１記載の電気車用電源装置。
【請求項３】
前記バンドパスフィルタで得られた帯域音に基づいて前記トランスの異常を判定する制御部を設け、前記制御部は、自己のトランスの異常を検出したときは自己の動作を停止することを特徴とする請求項１記載の電気車用電源装置。
【請求項４】
前記制御部は、他の所定台数の電気車用電源装置から前記トランスの異常信号を入力したときは自己の動作を停止することを特徴とする請求項３記載の電気車用電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気車に照明や空調装置などの電源を供給する電気車用電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電気車用電源装置は、架線から電力を受け取り、電気車に照明や空調装置などの電源を供給するものであり、このような電気車用電源装置においては、装置構成上トランスを搭載している。
【０００３】
電気車用電源装置として、電源に対して並列に接続された２台のインバータと、２台のインバータの出力が直列となるように一次側を接続する出力トランスと、２台のインバータのいずれかのインバータの待機用として設けられた待機用インバータと、２台のインバータのいずれかのインバータが故障したとき故障インバータから待機用インバータに切り換える切換用接触器とを備え、装置の一部が故障しても電力の出力減少を生じることなく重量面の増加およびコスト面の増加も抑制できるようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００７−３３６７５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、電気車用電源装置のトランスに何らかの問題が生じ、トランス自身が発生する騒音により乗客からのクレームが発生している。電気車用電源装置においては、トランスに問題が生じ騒音異常であることを乗務員に通知する手段がなく、また、騒音異常となった電気車用電源装置を停止させる等の処置も行われていない。
【０００５】
本発明の目的は、トランスの騒音異常を自動的に検出でき、異常に対する措置を行うことができる電気車用電源装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の電気車用電源装置によれば、車両のパンタグラフを通じて得られた直流を交流に変換するインバータ部と、前記インバータ部で得られた交流電圧を変圧して負荷に供給するトランスと、前記トランスの近傍の音を集音する集音マイクと、前記集音マイクで集音した前記トランスの近傍の音のうち前記トランスが異常の際に発生する帯域の音を通過させるバンドパスフィルタと、前記バンドパスフィルタで得られた帯域音のレベルを出力するモニタ装置とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、トランスの騒音異常を自動的に検出でき、異常に対する措置を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態に係わる電気車用電源装置について、図面を参照して説明する。図１は本発明の第１の実施の形態に係わる電気車用電源装置の構成図である。
【０００９】
架線１からパンタグラフ２を通じて得られた直流は、電気車用電源装置１０のインバータ部３に入力される。インバータ部３は、架線１よりパンタグラフ２を通じて供給される直流を交流に変換し、交流フィルタ５を介してトランス６に出力する。トランス６では交流電圧を変圧して負荷接触器７を経て負荷に電力を供給する。負荷は、例えば照明装置や空調装置等である。
【００１０】
このような電気車用電源装置１０において故障が生じた場合は、図示省略の故障検出器で故障が検出され故障信号が制御部４に入力される。制御部４は故障信号を入力すると、モニタ装置９に故障情報を伝送するとともに、負荷接触器７に故障による遮断信号Ｓ１を出力して負荷接触器７を動作させ電気車用電源装置１０を負荷から切り離す。これにより、負荷への負荷電力の供給を停止（保護停止）する。
【００１１】
また、トランス６の騒音を検出するために、トランス６近傍に集音マイク８が設けられている。集音マイク８で集音した騒音はバンドパスフィルタ１１に入力され、バンドパスフィルタ１１はトランス６の近傍の音のうちトランス６が異常の際に発生する帯域の音（特定の周波数レベルの音）を通過させる。バンドパスフィルタ１１で得られた特定の周波数レベルの音は制御部４に入力され、制御部４はバンドパスフィルタ１１で得られた帯域音のレベルをモニタ装置９に出力する。これにより、トランス６が異常の際に発生する帯域の音と他の騒音とを切り分けることにより、トランス６の異常騒音のみを検出し、モニタ装置９に表示出力する。
【００１２】
第１の実施の形態によれば、トランス６の異常により騒音の大きくなった周波数をバンドパスフィルタ１１により検知してモニタ装置９に出力するので、トランス６の異常騒音なのか、または他の騒音なのかの切り分けが可能となる。
【００１３】
図２は本発明の第２の実施の形態に係わる電気車用電源装置の構成図である。この第２の実施の形態は、図１に示した第１の実施の形態に対し、バンドパスフィルタ１１で得られた帯域音が所定時間以上継続したことを検出するタイマ１２を追加して設け、タイマ１２の出力信号を制御部４に出力するようにしたものである。図１と同一要素には同一符号を付し重複する説明は省略する。
【００１４】
図２において、トランス６の騒音異常を検出するためトランス６近傍に集音マイク８を設置し、集音マイク８で検出したトランス６の近傍の音をバンドパスフィルタ１１に入力する。バンドパスフィルタ１１は、トランス６が異常の際に発する音の特定の周波数レベルを検知し他の騒音と切り分ける。これにより、トランス６の異常音のみを検出し、さらに、その異常音が所定時間継続したかどうかをタイマ１２で検出する。タイマ１２は、異常音が所定時間継続した場合に出力信号を制御部４に出力する。
【００１５】
第２の実施の形態によれば、タイマ１２は異常音が所定時間継続した場合に制御部４に出力するので、一時的に他要因により異常音と同一の周波数を検出した場合の誤動作を防止できる。
【００１６】
図３は本発明の第３の実施の形態に係わる電気車用電源装置の構成図である。この第２の実施の形態は、図１に示した第１の実施の形態に対し、制御部４は、自己のトランス６の異常を検出したときは動作停止信号Ｓ２を負荷接触器７に出力して自己の動作を停止するようにしたものである。図１と同一要素には、同一符号を付し重複する説明は省略する。
【００１７】
図３において、トランス６の騒音異常を検出するためトランス６近傍に集音マイク８を設置し、集音マイク８で検出したトランス６の近傍の音をバンドパスフィルタ１１に入力する。バンドパスフィルタ１１は、トランス６が異常の際に発する音の特定の周波数レベルを検知し他の騒音と切り分け、トランス６の異常音のみを検出し制御部４に出力する。
【００１８】
図４は、制御部４での騒音異常検知の判断基準の説明図である。図４に示すように、予め規定騒音値Ｌ１を設定しておき、集音マイク８で検出されバンドパスフィルタ１１を通ったトランス６の異常音レベルＬ２が規定騒音値Ｌ１を超えた保護停止点Ａの時点ｔａで、動作停止信号Ｓ２を負荷接触器７に出力して自己の動作を停止する。
【００１９】
第３の実施の形態によれば、トランス６の異常音レベルが規定値を超えた時点ｔａで、制御部４が動作停止信号Ｓ２を負荷接触器７に出力して自己の動作を停止するので、トランス６以外の故障の場合と同じ処理により、トランス６（負荷電力供給）を停止することが可能である。
【００２０】
図５は、本発明の第４の実施の形態に係わる電気車用電源装置を車両に搭載した場合の配置図である。この第４の実施の形態は、第３の実施の形態の電気車用電源装置１０を各々の車両１３ａ〜１３ｄにそれぞれ搭載して電気車用電源装置１０ａ〜１０ｄとし、各々の電気車用電源装置１０ａ〜１０ｄの制御部は、自己以外の他の所定台数の電気車用電源装置１０からトランスの異常信号を入力したときは、自己の動作を停止するようにしたものである。例えば、図５では、４台の電気車用電源装置１０ａ〜１０ｄの場合を示しており、他の３台の電気車用電源装置１０からトランスの異常信号を入力したときは、自己が正常であったとしても自己の動作を停止するようにしたものである。
【００２１】
図５において、電気車については車両１３ａから車両１３ｄまでの編成となっており、４台の車両１３ａ〜１３ｄに対して４台の電気車用電源装置１０ａ〜１０ｄが用意され、１台の車両１３につき１台の電気車用電源装置１０が搭載されている。そして、４台の電気車用電源装置１０ａ〜１０ｄは電源供給線１４に互いに接続されている。
【００２２】
また、各々の電気車用電源装置１０ａ〜１０ｄの稼動状況は制御線１５を通じモニタ装置１１ａ、１１ｄに伝送されるようになっている。
【００２３】
各々の電気車用電源装置１０ａ〜１０ｄが正常に稼動している場合は、各々の電気車用電源装置１０ａ〜１０ｄより電源供給線１４を通じ空調装置等の負荷に対し負荷電力を供給している。万一いずれかの電気車用電源装置１０に故障が生じた場合でも、他の正常に稼動している電気車用電源装置１０により問題なく電源供給線１４を介して負荷電力の供給が可能である。
【００２４】
図６は、各々の電気車用電源装置１０ａ〜１０ｄの制御部４での保護停止制限論理機能の処理内容を示すフローチャートである。各々の電気車用電源装置１０ａ〜１０ｄの制御部４は、バンドパスフィルタ１１から集音マイク８で集音した自己のトランス６近傍の音を入力しており（Ｓ１）、図４で示したように、集音マイク８で検出されバンドパスフィルタ１１を通った自己のトランス６の異常音レベルＬ２が規定騒音値Ｌ１を超えたか否かを判定する（Ｓ２）。そして、規定騒音値Ｌ１を超えたと判定したときは、動作停止信号Ｓ２を負荷接触器７に出力して自己の電気車用電源装置１０の動作を停止する（Ｓ３）。
【００２５】
ステップＳ２の判定で、規定騒音値Ｌ１を超えていないと判定したときは、他の所定台数の電気車用電源装置１０のトランス異常信号があるかどうかを判定し（Ｓ４）、他の所定台数の電気車用電源装置１０のトランス異常信号がある場合には、自己の電気車用電源装置１０を停止する（Ｓ５）。一方、ステップＳ４の判定で、他の所定台数の電気車用電源装置１０のトランス異常信号がない場合には、自己の電気車用電源装置１０の運転を継続する。
【００２６】
例えば、４台の電気車用電源装置１０である場合には、２台の電気車用電源装置１０が停止しても、残りの２台の電気車用電源装置１０で４台の車両１３ａ〜１３ｄの負荷に電源を供給できるので、所定台数として３台を設定しておく。他の３台の電気車用電源装置１０がトランス異常信号により停止した場合には、自己が正常であったとしても１台では、４台の車両１３ａ〜１３ｄの負荷に電源を供給できないので、自己の電気車用電源装置１０も停止する。
【００２７】
ここで、各々の電気車用電源装置１０ａ〜１０ｄは他の電気車用電源装置１０の稼動状況を制御線１５を通じ相互監視してもよいし、モニタ装置１１ａ、１１ｄにて一括監視するようにしてもよい。
【００２８】
第４の実施の形態によれば、各々の電気車用電源装置の制御部内に図６に示す保護停止制限論理機能を加えることにより、車両の負荷的に問題ない範囲である例えば最大２台までの電気車用電源装置内のトランス６の騒音異常を自動的に回避することができる。また図６に示す論理機能をモニタ装置１１ａ、１１ｄに加えることにより、同等の対応が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係わる電気車用電源装置の構成図。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係わる電気車用電源装置の構成図。
【図３】本発明の第３の実施の形態に係わる電気車用電源装置の構成図。
【図４】本発明の第３の実施の形態における制御部での騒音異常検知の判断基準の説明図。
【図５】本発明の第４の実施の形態に係わる電気車用電源装置を車両に搭載した場合の配置図。
【図６】本発明の第４の実施の形態における各々の電気車用電源装置の制御部での保護停止制限論理機能の処理内容を示すフローチャート
【符号の説明】
【００３０】
１…架線、２…パンタグラフ、３…インバータ部、４…制御部、５…交流フィルタ、６…トランス、７…負荷接触器、８…集音マイク、９…モニタ装置、１０…電気車用電源装置、１１…バンドパスフィルタ、１２…タイマ、１３…車両、１４…電源供給線、１５…制御線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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